CN114258832A - 一体化沙漠植树机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集装载、钻坑、放苗、培沙一体化的智能沙漠植树机，包括车体、GPS模块、PLC控制模块、装载模块、钻坑模块、智能吊取模块、扶正培沙模块。装载模块为储苗仓，分左右两个仓体，中间设有倾斜滑槽；钻坑模块用于在车体经GPS定位到达指定位置，接收PLC发送的信号通过控制升降平台运行钻坑电机进行钻坑作业；智能吊取模块通过设置在储苗仓上部的吊取装置智能识别树苗，控制机械爪抓取树苗并通过机械臂左右移动和上下伸缩放置树苗于装载模块的滑槽位置；扶正培沙模块通过接收PLC发送的信号控制推杆和合拢培沙装置将通过倾斜滑槽滑到树坑内的树苗扶正并合拢培沙。本发明通过对结构的创新设计，实现一体化作业，提高了沙漠植树的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及结构设计领域，尤其涉及一种装载、钻坑、放苗、培沙多功能应用一体化的 沙漠植树机。
背景技术
沙漠植树条件差、种植困难，虽然已有一系列沙漠植树机开始运用到绿化工程，但这些 设备目前主要以钻坑和植苗两种方式独立运行，且需要大量人工辅助，并没有完全实现自动 化的效果。导致植树效率相对低下，施工人员仍然要忍受艰苦的工作环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对目前沙漠植树机抓取树苗都是通过机械臂识别抓取 后，大幅度悬臂翻转放到树坑里的情形，重新设计树苗抓取装置，减少树苗从储苗仓拿取到 放置树坑内的功率和时间；优化树苗自动扶正和培沙的过程，省去人力，自动化实现。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：一体化沙漠植树机，包括车体、GPS模 块、智能吊取模块、钻坑模块、PLC控制模块、装载模块、扶正培沙模块；
所述装载模块设置于植树机后部，为两个左右分布的储苗仓，仓体后面设有仓门；两个 储苗仓中间设置一倾斜滑槽；所述智能吊取模块包括设置于储苗仓上部的智能取苗装置和设 置于智能取苗装置下部的可水平和垂直移动的机械爪；智能取苗装置与PLC控制模块电连接， 通过PLC控制模块启动智能取苗装置识别抓取树苗并放置在滑槽内；
所述钻坑模块设置于车体前部，与PLC控制模块电连接，接收PLC发送的信号通过控制 升降平台运行钻坑电机；所述扶正培沙模块包括扶正推杆、推杆电机和合拢培沙装置，所述 扶正推杆、推杆电机和合拢培沙装置分别与PLC控制模块电连接。
作为优选，所述PLC控制模块执行以下操作：设置植树间距和路线，接收采集的植树机 位移数据，将植树机的位移数据实时显示在触摸屏上。
作为优选，所述PLC控制模块执行以下操作：在检测到位移量与设置的植树间距相等时， PLC输出信号并控制钻坑电机和升降平台完成钻坑工作；当钻坑工作完成后，PLC接收到电 信号并输出抬升信号控制升降平台抬升，然后根据位置信号控制植树机向下个点位移。
作为优选，所述PLC控制模块执行以下操作：PLC输出吊取信号开启图像识别系统智能 识别树苗，同时控制所述智能吊取模块中的机械爪吊取树苗放入滑槽；PLC在接收到树苗滑 落到树坑内信号后，输出扶正信号，控制推杆电机运行将树苗托住扶正并固定；PLC控制合 拢培沙装置将沙土合拢。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明通过对沙漠植树机的运行方式、结构重新规划和设计，使沙漠植树机集装载树苗、 钻坑、放苗、培沙等功能于一体，并通过智能化手段控制其行走路线、工作顺序和运行方式， 实现全自动化的植树效果，减少人力辅助，以降低工作难度，提高工作效率，满足现代沙漠 绿化工程的需要；在抓取树苗的过程中，通过储苗仓上部吊取装置智能识别树苗，控制机械 爪抓取树苗并放置于左右箱体中间的滑槽位置，此设置只需机械臂左右移动和上下伸缩控制， 避免传统模式中需要很大悬臂且要翻转到树坑位置，极大减少了机械臂的操作功效和时长； 树苗通过中间滑槽斜向下滑到树坑内后，车体后部推杆和合拢培沙装置将树苗扶正并合拢培 沙，省去人工扶正和培沙。
附图说明
图1是本发明植树机的总结构图；
图2是本发明植树机的顶视图；
图3是本发明植树机的前视图；
图4是本发明植树机的右视图；
图5是本发明植树机的底视图；
图6是本发明植树机的后视图；
图7是本发明植树机运行流程图；
图8是本发明植树机控制逻辑图；
1.储苗仓，2.智能取苗运行状态灯，3.智能取苗装置，4.树苗滑槽，5.PLC控制装置，6. 钻坑机保护仓，7.植树机运行状态灯，8.散热孔，9.钻坑机保护仓检修窗口，10.钻坑驱动电机， 11.丝杠抬升机构，12.钻头，13.履带，14.行走驱动电机，15.蓄电池，16.扶正推杆，17.培沙 压实机构，18.充电口，19.履带防护罩，20.储苗仓门，21.电路检修仓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
本实施例的一体化沙漠植树机的前部为钻坑模块，PLC控制装置5、钻坑驱动电机10、丝 杠抬升机构11均置于钻坑机保护仓6内部，两侧有植树机运行状态灯7和钻坑机保护仓检修窗 口9，前面面板设有散热孔8，钻坑机保护仓6下面垂直设有钻头12，钻坑驱动电机10与钻头12 连接。PLC控制装置5通过路线、间距定位控制钻坑驱动电机10进行钻坑工作。植树机后部装 载模块为两个储苗仓1左右分布，仓体后部有电路检修仓21，后面有储苗仓门20，用于装载树 苗。储苗仓1上部为智能取苗装置3，智能取苗装置3下部为机械爪，可进行水平和垂直移动， 智能识别树苗并通过机械爪抓取，两侧有智能取苗运行状态灯2，两个储苗仓中间设置一倾斜 树苗滑槽4，通过PLC控制装置5启动智能取苗装置3，识别抓取树苗，放置在滑槽4内，树苗 通过滑槽4滑至树坑内，PLC5控制扶正推杆16扶正树苗，然后培沙压实机构17对树苗合拢培 沙。植树机下部为履带13，履带13上部为履带防护罩19，防护罩内部置有行走驱动电机14和 蓄电池15，后部有充电口18与蓄电池15连接，可接通电源充电。本实施例的各方向视图如图 1～图6。
本实施例所述的沙漠植树机运行流程如图7所示，控制逻辑如图8所示，工作流程如下：
一是设置好植树间距和路线后，沙漠植树机位移的数据由传感器采集，并向PLC传输信 号，PLC通过程序将信号数据进行计算，从而将沙漠植树机的位移数据实时的显示在触摸屏 上；沙漠植树机在运行时，当位移量与设置的植株间距相等时，PLC输出信号并控制钻坑电 机和升降平台完成钻坑工作。
二是在储苗仓上部设置智能取苗装置，在两个储苗仓中间设置倾斜滑槽，当挖坑工作完 成后，传感器将电信号传输给PLC，PLC输出抬升信号后，将GPS传输的位置信号进行计算并 控制沙漠植树机向下个点位移；PLC输出吊取信号开启图像识别系统，同时控制智能吊取模 块中的机械爪进行吊取树苗，控制机械爪吊取树苗放入滑槽，使树苗直接滑到树坑里。这样 机械爪只需要运行很短的距离和时间就能把树苗置于树坑里，改变了原来机械臂需要大幅度 翻转运作的状况，大幅度提高了工作效率。
三是传感器将倾斜树苗的信号传输给PLC；PLC输出扶正信号，推杆电机运行将树苗托 住扶正并固定；PLC控制合拢培沙装置将沙土合拢。
此沙漠植树机运用PLC(可编程逻辑控制器)、GPS定位和图像识别技术，实现树苗自主 种植，集装载-定位-钻坑-放苗扶正-培沙压实为一体，自动化控制机器运行。智能控制主要体 现于各功能模块之间的控制关系和运行逻辑，实现产品的自动化和一体化运行。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为 本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一体化沙漠植树机，其特征在于：包括车体、GPS模块、智能吊取模块、钻坑模块、PLC控制模块、装载模块、扶正培沙模块；
所述装载模块设置于植树机后部，为两个左右分布的储苗仓，仓体后面设有仓门；两个储苗仓中间设置一倾斜滑槽；所述智能吊取模块包括设置于储苗仓上部的智能取苗装置和设置于智能取苗装置下部的可水平和垂直移动的机械爪；智能取苗装置与PLC控制模块电连接，通过PLC控制模块启动智能取苗装置识别抓取树苗并放置在滑槽内；
所述钻坑模块设置于车体前部，与PLC控制模块电连接，接收PLC发送的信号通过控制升降平台运行钻坑电机；所述扶正培沙模块包括扶正推杆、推杆电机和合拢培沙装置，所述扶正推杆、推杆电机和合拢培沙装置分别与PLC控制模块电连接。
2.根据权利要求1所述的一体化沙漠植树机，其特征在于：所述PLC控制模块执行以下操作：设置植树间距和路线，接收采集的植树机位移数据，将植树机的位移数据实时显示在触摸屏上。
3.根据权利要求1或2所述的一体化沙漠植树机，其特征在于：所述PLC控制模块执行以下操作：在检测到位移量与设置的植树间距相等时，PLC输出信号并控制钻坑电机和升降平台完成钻坑工作；当钻坑工作完成后，PLC接收到电信号并输出抬升信号控制升降平台抬升，然后根据位置信号控制植树机向下个点位移。
4.根据权利要求1或2所述的一体化沙漠植树机，其特征在于：所述PLC控制模块执行以下操作：PLC输出吊取信号开启图像识别系统智能识别树苗，同时控制所述智能吊取模块中的机械爪吊取树苗放入滑槽；PLC在接收到树苗滑落到树坑内信号后，输出扶正信号，控制推杆电机运行将树苗托住扶正并固定；PLC控制合拢培沙装置将沙土合拢。
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